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分析化学公式和计算

1、准确度:指测量值与真值之间相互接近的程度,用“误差”来表示。

(1)、绝对误差:测量值x 与真值µ的差值,δ=x -µ(2)、相对误差:指绝对误差在真值中所占的比值,以百分率表示:%100%⨯=μδ%2、精密度:指对同一样品多次平行测量所得结果相互吻合的程度,用“偏差”来表示。

(1)、绝对偏差:d=x i -x(x i 表示单次测量值,x 表示多次测量结果的算术平均值)平均偏差:d =n d d d d n ++++......321=nx x ni i ∑=-1(2)、相对偏差:xd ×100%相对平均偏差:xd ×100%3、标准偏差:样本标准偏差S=1)(21--∑=n x x ni i相对标准偏差(RSD)%=xs×100% 例:测定铁矿石中铁的质量分数(以%表示),5次结果分别为:67.48%,67.37%,67.47%,67.43%和67.40%。

计算:⑴平均偏差⑵相对平均偏差⑶标准偏差⑷相对标准偏差⑸极差 解:套以上公式4、平均值的精密度:用平均值的标准偏差来表示ns s x x=平均值的置信区间:nts x ±=μ 5、异常值的取舍:Q 检验:Q=最小最大紧邻可疑x x x x --G 检验:sx x Gq -=6、t 检验和F 检验⑴题目提供的数据与具体数值μ(权威数据)比较,t 检验:t=n sx μ-,如计算出来的值小于查表值,说明无显著性差异。

⑵题目提供两组数据比较,问两组数据是否有显著性差异时,F 检+t 检验:F 检验:判断精密度是否存在显著性差异。

F=2221s s (1s 是大方差,2s 是小方差,即1s 〉2s ),计算值小于说明两组数据的精密度不存在显著性差异,反之就有。

两组数据F 检验无显著性差异后,进行两个样本平均 值的比较:212121n n n n s x x tR+•-=,)1()1()1()1(21222121-+--+-=n n n s n s s R ,如果计算出来值小于查表值,表示两测量平均值之间无显著性差异。

7、t f ,α,例,t 8,05.0表示置信度为95%,自由度为8的t 值。

▲两组数据有无显著性差异的计算步骤:①利用以上公式求出各组数据的平均值x 、标准差s ==1)(21--∑=n x xni i、及各组数据的个数n②F 检验的公式套进去,注意大小分差分别是放在分子和分母上,算F 值③与题目提供的F 值比较大小,如果计算出来的F 值小于的话就出个结论:F 计算<F ,所以两组数据的精密度无显著性差异④利用上面的公式求)1()1()1()1(21222121-+--+-=n n n s n s s R,代入212121n n n n s x x t R+•-= ⑤把计算出来的t 值与题目提供的比较,如果是小于的话就给出个论:无显著性差异.具体步骤看书上第25页的例题. 8、滴定终点误差:TE(%) =%1001010⨯-X∆-X ∆tp p ck强酸强碱滴定:K t =1/K w =1014(25℃), c=c 2sp强酸(碱)滴定弱碱(酸): K t =K a / K w (或K b / K w ), c=c 配位滴定:K t =K MY ′, c=c )(sp M 。

例:0.1000mol/L 的NaOH 滴定20.00ml 的0.1000mol/L 的HCl ,酚酞为指示剂(pHep=9.00),计算滴定误差。

解:根据已知条件计算(1) c sp=0.05000mol/ml(2)pHep=9.00,强酸强碱的pHsp=7.00, ΔpH =2.001410=t K ,c=c 2sp(3)带入公式,求得:TE(%) 9、滴定度(TBT V m T B=/),例: FeO Cr KT /722=0.05321g/ml ,表示每消耗1ml 722O Cr K 标准溶液可与0.05321g 的Fe 完全作用。

HCL NaOH T /=0.03646g/ml ,表示用NaOH 标准溶液滴定HCl 试样,每消耗1ml NaOH 标准溶液可与0.03646gHCl 完全反应.例 若用T HCl NaOH /=0.003646g/ml NaOH 的标准溶液测定盐酸,用去该标准溶液22.00ml ,求试样中HCl 的质量。

解:m HCl =V NaOH ·T HCl NaOH /=22.00ml x 0.003646 g/ml =0.08021g10、分布系数:溶液中某型体的平衡浓度在溶质总浓度中所占的分数,又称为分布分数,以δi ,下标i 说明它所属型体。

[]ci i=δ[][]aHAKH H +=++δ,[]aaA K H K +=+-δ,1=+-A HAδδ例:计算pH =5.00时,HAc (0.1000mol/L )中HAc 和Ac-的分布系数及平衡浓度。

解:HAc 的Ka 值可查表得到51076.1-⨯=aK ,=HACδ[][]aKH H +++=36.01076.11000.11000.1555=⨯+⨯⨯--- []036.01000.036.0=⨯=•=c HAc HAc δ(mol/L )[]064.01000.064.0=⨯=•=--c Ac AC δ(mol/L )11、多元酸各型体的分布系数: 12、配位平衡体系中累积稳定常数:[][][]nn n n L M ML K K K =•=...21β 13、强酸强碱溶液的pH 值计算: 强酸:若C a ≥20[O H-],[][]c A H ==+_,[]c H =+,[]c H pH lg lg -=-=+强碱:若C b ≥20 [H+],[]c OH =-,pOpK pH w -=14、弱酸(碱)溶液的pH 计算:若a aK c •≥ 20w K ,a Kc /500,则:[]aa K c H •=+,[]bb Kc OH •=-15、多元酸(碱)溶液的pH 计算:若C a K a1≥20K w ,1/a a K c ≥ 500,[]a a c H c ≈-+,则[]aa c K H •=+1,[]bb c K OH •=-116、两性物质溶液的pH 计算:若2a cH ≥20w K ,c ≥201a K ,1a K +c ≈c , 得最简式:[]21a a K K H =+,()2121a a pK pK pH +=17、弱酸弱碱混合溶液的pH 计算:若b ac c ≈,则有:[]'aa K K H =+18、缓冲溶液的pH 计算:若a c ,b c 较大, a c ≥20[]+H ,≥20[]+H ,最简式:[]ba ac c KH =+,ab ac c pK pH lg+=若溶液为碱性pH >8,[]+H 忽略, ac≥20[]-OH , bc≥20[]-OH ,最简式: []baac c KH =+19、指示剂的变色范围:1±=HIn PK PH20、强酸(碱)的滴定: 例:NaOH (0.1000mol/L )→HCl (0.1000mol/L, 20.00ml)在滴定程中pH 值的变化⑴滴定开始前,b V =0,(组成为:HCl )[]+H =ac= 0.1000mol/L , pH=1.00(2)b V <a V , (组成为NaCl ,HCl ) SP 前0.1%时,加入NaOH 19.98ml[]+H =C ·(aV-b V )/(a V +b V )=0.1000×(20.00-19.98)/(20.00+19.98) =5.000×10-5mol/L即,pH=4.30(3) b V =a V (SP), (组成为NaCl )[]+H =[]-OH =w K =710-mol/L pH=7.00(4) b V >a V :SP 后0.1%,加入NaOH20.02ml ,(组成为NaCl ,NaOH )[]-OH =C(aV-b V )/(a V +b V )=0.1(20.02-20.00)/(20.00+20.02) =5.0× 10-5 mol/LpOH=4.30, pH=9.7021、一元弱酸(碱)的滴定:例:NaOH (Cb :0.1000mol/L )→HAc (Ca :0.1000mol/L ,Va :20.00ml )滴定过程溶液pH 的变化。

(1)滴定开始前b V =0,(组成:HAc ),[]aa K c H •=+pH=2.88(2)sp 前,加入NaOH 19.98ml ,(组成HAc, NaAc,缓冲液)aba c c pK pH lg+==HAcAca c c pK -+lg-Ac c -=0.1000×19.98/(20.00+19.98)=5.0×10-2mol/LHAc c =0.1000×(20.00-19.98)/(20.00+19.98)=5.0×10-5mol/L pH=7.76(3)SP 时,a V =b V ,组成:NaAc (弱碱)b c =0.1000/2=0.0500mol/LpOH =5.28, ∴pH=8.72(4)SP 后,加入b V =20.02ml ,即SP 后0.1%时,组成:NaAc ,NaOH (按照强碱计算):[]b ab ab c V V V V OH +-=-pOH =4.30 ∴ pH=9.70 22、滴定终点误差:强酸滴定强碱时的终点误差公式:[][]%100(%)⨯-=-+spepepc OH H TE强碱滴定强酸时的终点误差公式:[][]%100(%)⨯-=+-spepepc H OH TE例:求用0.10mol/L NaOH 滴定0.10mol/LHCl 至pH =4.0(用 甲基橙作指示剂)和pH =9.0(用酚酞作指示剂)时的终点误 差。

解:(1)甲基橙变色pH =4.0:[]+H =1.0×410-mol/L ;[]-OH =1.0×1010-mol/L ;C =0.10/2=0.05mol/L%10005.0101101(%)410⨯⨯-⨯=--TE =-0.2%(2)酚酞变色pH =9.0:[]+H =1.0×910-mol/L ;[]-OH =1.0×510-mol/L ;C =0.10/2=0.05mol/L%10005.0100.110 ×1.0(%)9-5⨯⨯-=-TE =0.02%弱酸(碱)的滴定终点误差公式:23、强碱滴定一元弱酸:[]%100%⨯⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧-=-HA sp c OH TE δ,强酸滴定一元弱碱: []%100%⨯⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧-=B sp c H TE δ 例:用NaOH (0.1000mol/L )溶液滴定20.00ml HAc (0.1000mol/L )溶液。

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